초록 ▼

연구개요
◻ 미래 전력망에서 신재생에너지원을 포함한 분산에너지자원 기반 프로슈머들의 증가에 따른 전력망의 불확실성 해소를 위해 프로슈머 간 게임이론 기반의 P2P 전일 전력 거래 방안 및 실시간 온라인 전력 거래 방안을 도출하고 강화학습을 기반으로 하여 배전계통 내의 분산 운영 전략을 개발하였음.

연구 목표대비 연구결과
◻ 연구 세부 목표는 총 4가지로 아래와 같음.
◻ 게임 이론 기반의 커뮤니티 내부 P2P 전력 거래 전략 설계
◦ 프로슈머들의 종류를 정의하고, 3가지 게임을 통해 프로슈머들 간의

연구개요
◻ 미래 전력망에서 신재생에너지원을 포함한 분산에너지자원 기반 프로슈머들의 증가에 따른 전력망의 불확실성 해소를 위해 프로슈머 간 게임이론 기반의 P2P 전일 전력 거래 방안 및 실시간 온라인 전력 거래 방안을 도출하고 강화학습을 기반으로 하여 배전계통 내의 분산 운영 전략을 개발하였음.

연구 목표대비 연구결과
◻ 연구 세부 목표는 총 4가지로 아래와 같음.
◻ 게임 이론 기반의 커뮤니티 내부 P2P 전력 거래 전략 설계
◦ 프로슈머들의 종류를 정의하고, 3가지 게임을 통해 프로슈머들 간의 협상점을 도출하였음.
◦ 정의된 3가지 게임은, 구매자들 간 판매자 선택을 위한 진화적 게임, 판매자들 간 판매량 달성을 위한 비협조 게임, 그리고 구매자 집단과 판매자 집단 간 협상점 도출을 위한 스테캘버그 게임으로 구성되어 검증되었음.
◻ 배전계통 관리자와의 중개 및 각 프로슈머들을 커뮤니티 단위로 관리해주는 커뮤니티 관리자 설계
◦ 커뮤니티 내부의 프로슈머들 간의 협상 게임에 개입하여 판매량을 제시하여 내부의 협상점을 조정하도록 커뮤니티 관리자를 설계하였음.
◦ 전체 배전계통의 전압레벨의 최적 결정을 목적으로 하여 커뮤니티 관리자는 판매량을 제시하며 이를 위해 배전계통 관리자와 중개를 수행함.
◦ 분산최적화 기법을 토대로 정의된 최적 조류 문제는 강화학습 모델 내부에 포함되어 커뮤니티 관리자의 의사결정 시 고려하도록 설계함.
◻ 실시간에서 발생 가능한 불확실성을 고려한 Online P2P 전력 거래 방안 설계
◦ 각 프로슈머들은 전일 P2P 전력 거래 협상점을 준수하기 위해, 실시간에서 발생하는 불확실성을 억제하는 실시간 스케쥴로 조정되며, 조정 결과를 바탕으로 입찰량을 제시함.
◦ 커뮤니티 관리자는 제출된 거래량, 거래가격 페어를 기반으로, Pay as bid 방식의 Double auction 메커니즘 기반의 실시간 거래 매칭 알고리즘을 수행함.
◻ 강화학습 기반 커뮤니티 관점의 배전계통 최적 운영 전략 설계
◦ 전일 협상지점 대비, 실시간에서 발생한 불확실성을 억제하기 위한 목적으로 각 프로슈머들의 거래에 대한 최적의 여유(Margin)분을 찾기 위한 강화학습 모델을 설계하였음.
◦ 거래에 대한 평가지수로서 실시간에서 추가로 발생한 비용을 정의하였고, 이를 강화학습 상의 보상(Reward)으로 설정하는 것으로 이를 구현하였음.

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
◻ 미래 에너지 시스템에서의 P2P 전력 거래의 활성화
◦ P2P 전력 거래 운영방안이 수립됨에 따라 P2P 전력 거래에 대한 시장이 형성될 수 있고, P2P 전력 거래로 인한 수익 가능성은 거래에 대한 유인요인으로 작용, P2P 전력 거래의 활성화를 가져올 수 있음.
◦ 분산에너지자원이 증가하는 미래 에너지 시스템에서 P2P 전력 거래 활성화로 배전계통 내에서 프로슈머들의 효율적 관리 가능.
◦ 강화학습을 통한 운영/계획안을 통해 자율적인 배전계통 계획 및 운영안을 수립할 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 최종 연구 목표 ... 4
• 나. 세부 연구 목표 및 연구범위 ... 4
• 다. 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 게임 이론 기반의 커뮤니티 내부 P2P 전력 거래 전략 설계 ... 5
• 나. 배전계통 관리자(DSO)와의 중개 및 각 프로슈머들을 커뮤니티 단위로 관리 (Aggregation)해주는 커뮤니티 관리자(CM) 설계 ... 13
• 다. 실시간에서 발생 가능한 불확실성을 고려한 Online P2P 전력 거래 방안 설계 ... 14
• 라. 강화학습(RL) 기반의 커뮤니티 관점의 배전계통 최적 운영 전략 설계 ... 15
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 ... 18
• 가. 연구개발 성과 활용방안 ... 18
• 나. 추가 연구의 필요성 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 22
• 끝페이지 ... 22