초록 ▼

본 연구과제는 강화 학습과 동적 계획법의 결합체인 적응 동적 계획법을 기반으로 하여, 전력계통의 모델링 과정 없이 계통을 안정화하는 최적의 모델독립형 제어 시스템 개발을 목표로 함. 이를 위한 제안한 최종 목표와 수행한 세부 연구 결과를 기술하면 다음과 같음.

❏ 최종 목표 : 광역 전력계통의 안정도 향상을 위한 다기 계통의 모델독립형 적응 최적 제어 시스템 개발

❏ 세부 내용 :
1. 연구 수행을 위하여 전력계통의 특성 분석
2. 적응 동적 계획법 기반의 모델독립형 적응 최적 제어 알고리즘

본 연구과제는 강화 학습과 동적 계획법의 결합체인 적응 동적 계획법을 기반으로 하여, 전력계통의 모델링 과정 없이 계통을 안정화하는 최적의 모델독립형 제어 시스템 개발을 목표로 함. 이를 위한 제안한 최종 목표와 수행한 세부 연구 결과를 기술하면 다음과 같음.

❏ 최종 목표 : 광역 전력계통의 안정도 향상을 위한 다기 계통의 모델독립형 적응 최적 제어 시스템 개발

❏ 세부 내용 :
1. 연구 수행을 위하여 전력계통의 특성 분석
2. 적응 동적 계획법 기반의 모델독립형 적응 최적 제어 알고리즘 개발
3. 입력 제약 사항을 고려한 적응 최적 제어 기법 개발
4. 상기 개발한 모델독립형 적응 최적 제어 알고리즘의 안정도 및 수렴성을 분석
5. MATLAB기반의 모의실험을 통한 제어 알고리즘의 성능 검증용 시뮬레이터 개발

❏ 연구 결과 :
1. 본 연구 결과는 다기 전력계통의 제어를 목표로 연구 개발을 수행하였으며, 발전기의 전기적, 물리적 동특성 분석 및 동요 방정식을 통해 수학적 모델을 도출하고 제어 알고리즘을 개발함.

2. 다기 전력계통의 안정화를 위한 제어 알고리즘으로, 탐색화된 정책 반복법 기반의 모델독립형 적응 최적 제어 알고리즘을 개발하였음. 탐색화된 정책 반복법은 반복된 계산법을 통해 최적의 의사결정 및 최적 제어 입력을 구하는 기법으로 정책 평가 루틴과 정책 향상 루틴으로 구성되어 있으며, 탐색화 신호를 이용하여 알고리즘의 수렴성과 안정성을 높인 알고리즘임. 우선적으로 단일 발전기에 적합한 비선형 모델의 제어 알고리즘을 개발하였고, 이를 확장하여 상호 결합이 존재하는 다기 전력계통에 적합한 모델독립형 적응 최적 제어 알고리즘을 개발하였음. 이를 통해 다기계통을 안정화하는 최적의 제어 입력을 실시간으로 유도할 수 있으며, 다른 계통에 연결된 계통 정보를 유도, 그 상한을 계산함으로써 계통 변화나 외란에 강인성을 확보하였음.

3. 입력의 제약 조건을 고려하기 위해 정해진 성능지표 함수에 를 추가하여 알고리즘을 확장하였음.

4. 상기 개발한 제어 알고리즘의 안정성과 수렴성을 검증하기 위하여 리아프노프 정리 기반의 분석을 수행하였고 각 단계(정책 평가 루틴 / 정책 향상 루틴)의 수렴성을 다수의 정리를 통해 검증하였음.

5. 개발한 제어 알고리즘의 성능 검증을 위하여 외란이나 계통 변화를 고려할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였음.

❏ 연구결과의 활용계획 :
1. 최신 제어 이론을 적용한 계통 분석 및 계통 안정화 기법을 개발함으로써 다기 전력계통 외에 제어 정밀도 향상이 요구되는 다른 전력계통 제어 분야에 적용이 가능함.

2. 현재 국내외적으로 진행되고 있는 Synchro-phasor기반의 모니터링 기술과의 결합을 통해 실시간으로 계통 정보를 반영하여 전력 계통을 안정화하는 연구를 추가로 수행할 수 있음.

3. 본 연구과제에서 개발한 모델독립형 적응 최적 제어 시스템은 다수의 시스템이 서로 연결되어 있는 상호 결합 시스템에 적합한 기술로, 교통, 산업 공정 시스템 같은 다른 대규모 시스템 분야에 확대 / 적용하여 활용될 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 9
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 9
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 10
• Ⅲ. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 12