초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 첨단 알고리즘의 발전에도 불구하고 그 성능을 제대로 발휘하지 못하고 있는 FDD(fault detection and diagnosis)의 현실적인 도전과제를 건물의 센싱관점에서 규명하고, 가상센싱기술(virtual sensing)을 기반으로 해결하여, 지능형 건물에너지관기술의 진보된 FDD 방법을 개발하고자 한다. 본 기술을 VFDD(Virtual sensing-based FDD)로 명명하고 건물에너지시스템을 주요 대상으로 개발하여 궁극적으로 건물의 다양한 성능, 에너지 소비, 재실자의 쾌적성을 향상

□ 연구개요
본 연구에서는 첨단 알고리즘의 발전에도 불구하고 그 성능을 제대로 발휘하지 못하고 있는 FDD(fault detection and diagnosis)의 현실적인 도전과제를 건물의 센싱관점에서 규명하고, 가상센싱기술(virtual sensing)을 기반으로 해결하여, 지능형 건물에너지관기술의 진보된 FDD 방법을 개발하고자 한다. 본 기술을 VFDD(Virtual sensing-based FDD)로 명명하고 건물에너지시스템을 주요 대상으로 개발하여 궁극적으로 건물의 다양한 성능, 에너지 소비, 재실자의 쾌적성을 향상시킬 수 있는 지능형 빌딩의 대표적인 기반/요소기술로 확장하고자 한다. 아울러, 제안한 기술과 기존 방법의 성능차이를 분석함에 따라, 기존에 간과되고 있는 센서에러에 따른 스마트빌딩기술의 성능저하 문제의 심각성과 제안한 방법의 중요성을 밝히고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제에서는 다음과 같은 연구결과를 도출하였다:
(1) 건물에너지시스템의 제한된 센싱환경(센서부재 및 고장)에 따른 데이터 기반 지능형 건물에너지관리 요소기술의 현실적인 어려움을 리빙랩, 실험실, 시뮬레이션 환경에서의 다양한 데이터 분석을 통해 정량적으로 규명하였다.
(2) 가상센서를 통해 실제 건물 운영단계에서의 센서 부재 및 고장 문제를 극복할 수 있었으며, 가상센서의 현장보정기술을 통해 건물운영단계에서의 지속적인 가상센싱 환경을 구축할 수 있었다.
(3) 정보적이고 안정적인 가상센싱환경에서 구축된 이상검출 및 자동진단기술은 실제 현장에서 센서에러 및 장치고장에 대해 높은 수준의 검출/진단 성능을 제시하였다.
(4) 가상센서와 비지도 데이터 마이닝 기법을 기반으로 한 건물에너지 운전분석/운전 시그니처 방법을 제시하고 국내 공동주택에 적용하여 건물에너지시스템의 낮은 부분 부하 운전과 비효율적인 운전상황을 진단할 수 있었으며, 제어방식의 개선을 통해 에너지 절감 잠재효과를 분석하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 제안하는 방법은 FDD 기술뿐만 아니라, 스마트빌딩/건물자동화 기술을 구현하는 각 단계별로 다음과 같은 기대효과를 갖는다:
(1) 데이터 구축 단계: 실험실 또는 실제 건물운전 환경에 존재하는 센서에러를 규명함에 따라, 에너지/질량 수지의 균형(energy and mass balance)을 갖춘 센싱환경을 조성할 수 있으며, 이로부터 데이터 기반의 빌딩기술을 위한 트레이닝/테스트 데이터의 정확성을 향상시킬 수 있다.
(2) 스마트빌딩기술 구현단계: 본 연구방법을 통해 보정된 데이터는 데이터사이언스 기반의 스마트빌딩기술을 개발하는 데에 트레이닝/테스트 데이터로 직접적으로 활용되어짐에 따라, 적용되는 알고리즘의 종류와 무관하게 각 기술의 개발 또는 검증단계에서의 정확도를 향상시킬 수 있다.
(3) 건물 운영단계: 실제 건물의 운영단계에서 다양하고 정확한 센싱환경을 마련하고, 향상된 FDD 및 스마트빌딩기술을 통해 설비시스템의 최적제어, 재실자의 쾌적성 보장, 건물에너지 절감 등 스마트빌딩/건물자동화의 핵심적인 가치를 구현하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 아울러, 건물 운영단계에서의 자가학습 및 자가보정 기술의 기틀을 마련할 수 있다.
(4) 국가 건물부문의 연계성: 국내 ‘제로에너지건축물인증제도’ 및 ‘그린리모델링’의 효과적인 건물에너지관리기술로 활용될 수 있으며, 건물운전 데이터 및 진단정보는 건물에너지 데이터 민간개방 시스템과 연계될 수 있다. 이는 국가 건물에너지 효율화 정보공유 플랫폼의 토대를 마련할 수 있다.

(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
• 1) 1차연도 ... 4
• 2) 2차연도 ... 6
• 3) 3차년도 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 30