초록 ▼

□ 연구개요
○ 전력계통 특성상 태양광 및 풍력 중심의 변동성원의 확대가 예상되며, 변동성이 심한 전력원이 계통에 연계된 경우, 전력시스템 운영 및 계획에 있어 기존에 경험하지 못한 다양한 문제가 제기될 것으로 예상되어 이에 대한 대비가 필요하며, 2030년 신재생발전량 20% 실현을 위한 계통운영 및 계획 수립을 위해 신재생에너지의 실시간(온라인) 계측, 예측모델 개발 및 계통의 유연성(Flexibility) 확보는 필수임.
○ 변동성전원(VGRs)의 발전량 예측은 최우선 도전 과제이며, 출력예측 오차는 세계적(북미지역

□ 연구개요
○ 전력계통 특성상 태양광 및 풍력 중심의 변동성원의 확대가 예상되며, 변동성이 심한 전력원이 계통에 연계된 경우, 전력시스템 운영 및 계획에 있어 기존에 경험하지 못한 다양한 문제가 제기될 것으로 예상되어 이에 대한 대비가 필요하며, 2030년 신재생발전량 20% 실현을 위한 계통운영 및 계획 수립을 위해 신재생에너지의 실시간(온라인) 계측, 예측모델 개발 및 계통의 유연성(Flexibility) 확보는 필수임.
○ 변동성전원(VGRs)의 발전량 예측은 최우선 도전 과제이며, 출력예측 오차는 세계적(북미지역 및 유럽지역)으로 10% 내외의 오차수준, 국내의 경우, 20% 내외의 오차수준을 보이고 있음.
○ 본 과제의 RAMP Forecasting 기술 개발을 통해 변동성 전원의 예측오차를 고수준인 10% 이내로 구현하며, 변동성전원(VGRs) RAMP 출력변동성(Fluctuation)에 따른 불확실성(Uncertainty) 해소 및 시스템 유연성(Flexibility) 확보 위한 고수준 변동성전원 RAMP 예측 모형 개발함

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 변동성전원(재생에너지 발전원)의 RAMP 특성 감지 기법(Ramp Detection & Characterization) 제안
- Wavelet Transform (WT) 기반의 램프 감지
- Swinging Door Algorithm (SDA) 기반의 램프 감지
○ 재생에너지 발전원(풍력발전)의 RAMP 예측모형(Ramp Forecasting Model) 구현
- Machine Learning Regression 기법을 이용한 RAMP 예측 모형 구현
- Gaussian Processes for Regression 기법을 이용한 RAMP 예측 모형 구현
○ 재생에너지 발전원(풍력발전)의 RAMP 모형 인덱스 분석 모형 제시
- Contingency Table을 이용한 RAMP 이벤트 평가 지수 분석
- RAMP 성능평가를 위한 평가 지수 제안(POD, CSI, FBIAS, SR, ACC)
○ 재생에너지 발전원(풍력발전)의 RAMP 예측모형 기반의 풍력발전 출력예측 고도화 방안 제시(풍력발전 출력예측 오차(NMAE) 5%이내 달성)
- Wavelet 모형 기반이 풍력발전 출력예측 모형 구현
○ 고도화된 풍력발전 출력예측 모형 기반 전력망 연계 해석 모형 제시(제주지역 전력시스템 모델링(시각화 모형 제시)
- 전력시스템 해석모형, Powerworld Simulator를 이용하여 제주지역 계통 모의 및 시각화 모형 구현
- 풍력발전 출력예츨 모형 연계 제주지역 송전망 안전도 평가 분석

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 변동성 전원의 RAMP Forecasting 모형 개발 결과를 활용하여 대규모 변동성전원(VGRs)의 계통연계에 따른 변동성 및 불확실성 극복을 위한 유연성(Flexibility) 주요 이슈와 해결 방안 결과(Solution: RAMP Forecasting)를 도출할 수 있음
○ RAMP Forecasting 모형 개발을 통해 변동성전원(Variable Generation Resources, VGRs)의 예측 정확도 개선(5%이내/세계최고수준), 기상급변 및 출력 급변의 예측 그리고, 주파수제어를 위한 변동성전원(Variable Generation Resources, VGRs)의 출력요건 구현 가능
○ RAMP Forecasting 모형 개발을 통해 RAMP 현상에 따른 위험관리(Risk Hedge) 및 의사결정에 따른 제어(Control)가 가능하며, RAMP 변동성(Fluctuation)의 완화, 변동성전원(Variable Generation Resources, VGRs) 출력차단(Curtailment) 해소 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 14
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 23