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분산에너지 환경에서 가상발전소(VPP) 적용을 위한 풍력발전 터빈 이상탐지시스템(ADS) 개발 연구 = Study on Development of Anomaly Detection System (ADS) for Virtual Power Plant (VPP) in Decentralized Energy System
저자
발행기관
연세대학교 경영연구소(THE MANAGEMENT RESEARCH CENTER YONSEI UNIVERSITY)
학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
23-49(27쪽)
제공처
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전력시스템은 기존의 중앙집중적 구조에서 분산화 구조로 전환되고 있으며, 이 과정에서가상발전소는 다양한 신재생에너지원 및 분산에너지원을 연계하여 통합 운영하기 위한 핵심기능을 수행할 것으로 기대된다. 가상발전소란 물리적․재무적으로 독립적인 재생에너지발전소나 에너지저장장치 등을 상호 연계하여, 상위 전력계통(Power Grid)에서 볼 때 하나의발전소처럼 유기적으로 연계 운영하기 위한 기술 비즈니스 플랫폼이다. 가상발전소(VPP)는 분산에너지원 데이터를 수집하고 이를 AI 기반으로 에너지관리 의사결정을 수행하게 되는데, 이 과정에서 가장 중요한 선결 요건 중의 하나는 수집되는 데이터의 무결성을 확보하는 것이다. 데이터 측정 과정에 오류나 공격으로 인한 오염이 있다면, 아무리 에너지관리알고리즘이 훌륭하게 설계되고 고도화되더라도, 최적 의사결정이 왜곡되기 때문이다. 빅데이터와 인공지능의 시대로 넘어가며, 이상탐지는 에너지 분야와 더불어, 다양한 분야에서 필수적인 기능이 되고 있다. 현재까지는 과거 데이터 기반 미래 데이터를 예측하고, 이러한 예측치가 실측치와의 이격이 클 때 이상 가능성이 있다고 판단한다. 그러나, 풍력발전의 경우 과거 데이터 기반 예측이 본질적으로 어려운 측면이 있어 새로운 접근이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 특성을 반영하여 VPP 환경에서 재생에너지, 특히 풍력발전 설비의 이상 여부를 판단할 수 있는 이상탐지시스템(ADS)에 대한 기본적 로직과 구현 모델을 사이버물리시스템(CPS) 프레임워크 기반으로 제시하고자 한다.
더보기Conventional power system has been under a centrally and vertically integrated structure for a long time, and it is now changing into a decentralized and horizontal one. In this transition process, virtual power plant (VPP) is expected to do a key role. VPP is defined as a technology and business platform to integrate many different kinds of distributed energy resources (DER) and operate them in an organized and controllable way like conventional power plants. In the business perspective, it could be considered a sharing economy platform of the energy industry in which the platform aggregates individual energy prosumers holding DERs such as energy storage systems (ESS), distributed power plants, flexible demand resources, etc.. VPP makes the resources operate in a coordinated energy service to the power system based on collecting data from all those DERs and decision-making based on the collected data and AI energy management algorithm. The critical part of in this process is to secure data integrity collected from dispersed DERs through various communication channels. If the data measurement is corrupted by either random errors or malicious 3-rd party attacks, the decision-making process could not provide the optimal operation and maintenance functions however the algorithm is well designed and sophisticated. In this context, this study proposes a conceptual design and an development example of anomaly detection system (ADS) based on cyber-physical system (CPS) framework.
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