초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 마이크로그리드 연계 건물 및 건물군 에너지 실시간 최적 운영 제어를 위하여 최신 인공지능(AI) 기법과 에너지 빅데이터를 융합한 딥러닝 기반의 에너지 MPC(Deep Energy MPC, Model Predictive Control) 핵심 기술개발을 목표로 연구를 수행하였음. 또한 인공지능기술 (딥러닝 기술)과의 융합연구를 통한 신뢰 높은 운영 모델 개발을 목표로하여 연구를 수행하였으며, 에너지 최적 관리, 수요반응(Demand Response)과 연계된 에너지 관리 모델 개발 등의 연구를 목표로 하

□ 연구개요
본 연구과제는 마이크로그리드 연계 건물 및 건물군 에너지 실시간 최적 운영 제어를 위하여 최신 인공지능(AI) 기법과 에너지 빅데이터를 융합한 딥러닝 기반의 에너지 MPC(Deep Energy MPC, Model Predictive Control) 핵심 기술개발을 목표로 연구를 수행하였음. 또한 인공지능기술 (딥러닝 기술)과의 융합연구를 통한 신뢰 높은 운영 모델 개발을 목표로하여 연구를 수행하였으며, 에너지 최적 관리, 수요반응(Demand Response)과 연계된 에너지 관리 모델 개발 등의 연구를 목표로 하여 수행하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
▪ 다양한 건물 특성군(행정동, 도서관, 연구 및 강의동, 기숙사)이 군집한 대학교 캠퍼스 건물을 대상으로 건물에너지 시뮬레이션 성능 평가를 수행을 통해 건물별 특성과 운영 스케쥴을 고려한 에너지 패턴을 도출.
▪ 건축물의 주요 매개변수 열적 성능 평가를 위해 딥러닝 모델기반의 DNN, LSTM, RNN, SVR을 활용한 민감도 분석을 수행하여 건축물의 주요 매개변수의 열적 성능에 관한 영향 인자를 도출하였으며, 생애주기비용 분석을 활용하여 최적 운영을 위한 건물에너지 경제성 평가를 통해 건물의 최적 운영 시나리오를 도출.
▪ 건축물 용도별 에너지 소비 및 신재생 에너지 설비 발전 패턴 분석과 건물의 용도별 사용 가능한 에너지 지원 정책 및 판매 전략에 따른 민감도 분석을 통해 신재생 에너지 최적 운영 및 관리를 위한 최적 설치 용량 제시와 효율적 운영방안, 적합한 에너지 정책 운영 시나리오를 도출.
▪ 또한, 실시간 변화하는 에너지의 최적 관리를 위해 건물의 용도에 따른 에너지 소비량 분석을 수행하여 심층 강화학습 기반의 PV-ESS 연계 시스템의 충·방전 운영 일정 최적화를 통해 건물의 피크부하를 감소하고 운영비용을 최소화하는 모델을 개발.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
▪ 마이크로그리드, 스마트그리드, 등 대규모 인프라 분야에서의 BEMS 시스템과 개발된 기술을 연계하여 다양한 측면에서의 기술력을 확보할 수 있음.
▪ 소규모의 건물뿐만 아니라 대규모 건물군에 적용이 가능한 건축물의 에너지 관리를 보다 안정적으로 제공할 수 있는 최적 운영 모델로의 확장을 기대할 수 있음.
▪ 최신 AI 기법과 에너지 빅데이터를 융합한 딥러닝 기반 건물에너지 최적관리 기술개발을 통해 실시간 에너지 흐름, 불확실 환경요인 하의 성능분석 등 범용적인 분석 모델로 확장하여 세계적 수준의 에너지 성능 평가 모델 및 건물 에너지 관리 의사 결정 모델로의 확장을 기대할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 최종 목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2-1. 1차년도 수행 내용 및 결과 ... 5
• 2-2. 2차년도 수행 내용 및 결과 ... 6
• 2-3. 3차년도 수행 내용 및 결과 ... 8
• 2-4. 4차년도 수행 내용 및 결과 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 3.1 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 3.2 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3.3 목표 달성 수준 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 28