AI 활용해 재생에너지 전력망 안정성 높인다

에너지연 "1년간 실증…에너지 자급자족률 38% 달성"

에너지연 플러스에너지커뮤니티 건물 [한국에너지기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국에너지기술연구원은 인공지능(AI)을 활용해 재생에너지 전력망을 안정적으로 운영할 수 있는 '도시 전기화'(Urban Electrification) 핵심 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

도시 전기화는 화석연료 사용을 줄이고 태양광 기술 등을 도입해 도심의 에너지원을 재생에너지로 전환하는 기술이다.

지속 가능한 도시 환경 조성을 위한 미래 기술로 주목받고 있지만 재생에너지 의존도가 높다 보니 날씨에 따라 에너지 공급 변동성이 크다는 한계가 있다.

특히 급격한 한파나 극심한 폭염 등 극단적인 기상 현상에 의해 일어나는 '저확률 고영향 이벤트'로 인해 대규모 정전이 발생할 수 있다.

연구팀은 AI 분석 결과가 적용된 에너지 관리 알고리즘을 개발, 연구원 내 플러스에너지커뮤니티 건물에서 1년 동안 실증을 진행했다.

저확률 고영향 이벤트의 패턴을 AI 기반 기술로 분석하고 영향을 정량화해 연간 단 1.7일에 불과한 저확률 고영향 이벤트가 전체 전력망의 안정성과 운영 비용에 결정적인 영향을 미친다는 것을 확인했다.

이와 함께 날씨, 사람의 행동 패턴, 재생에너지 설비 규모와 운영 상황 등 복잡한 변수가 전력망에 미치는 영향을 파악, 건물 간 에너지 공유를 최적화하고 피크 수요와 피크 발전을 효과적으로 관리할 수 있는 알고리즘을 개발했다.

AI 기술을 적용한 결과, 시스템의 에너지 자급자족률(건물이 자체 발전을 통해 전력 수요를 충족시킬 수 있는 정도)과 자가소비율(남은 전력을 전력망으로 내보내지 않고 직접 소비하는 비율)이 각각 38%, 58%로 나타났다.

인공지능 기반 전력 생산과 수요 불일치 분석 [한국에너지기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

적용 전(20%, 30%)보다 각각 2배 가까이 향상된 수치다.

전기 요금도 기존보다 18% 절감할 수 있다고 연구원은 설명했다.

이번 실증 규모는 해외 기관 연구의 7배에 달하는 연간 에너지 소비량 107㎿h(메가와트시) 규모로, 실제 도시 환경에 적용할 수 있는 가능성을 높였다.

한광우 책임연구원은 "AI를 활용해 도시 전기화의 효율을 높이고 전력망 안정성을 개선함으로써 탄소중립 실현에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '지속 가능한 도시와 사회'(Sustainable Cities and Society) 지난 7월 호 온라인판에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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