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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 송경빈
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수22
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정확한 초단기 전력수요예측은 실시간 전력계통 운영을 체계화하기 위해 요구되는 기본 기술이다. 실시간 전력계통 운영과 전력수급 안정, 발전기 기동정지계획 및 양수 발전기의 경제적 운영계획을 위해서 초단기 전력수요예측의 필요성이 점차 증가하고 있지만, 초단기 전력수요예측 기술에 관한 연구는 미흡한 상황이다. 최근 지속적으로 증가하고 있는 수요관리 비용을 최소화하기 위해서는 정확한 초단기 전력수요예측을 바탕으로 불필요한 수요관리 비용을 억제해 나가야 할 필요성이 있으며, 초단기 전력수요예측의 정확성을 높이기 위해서 새로운 전력수요예측 모형의 개발에 관한 연구가 요구된다.
칼만필터 알고리즘은 잡음이 포함되어 있는 선형 시스템의 확률적인 모델과 예측대상으로부터 취득할 수 있는 측정값을 이용하여 대상 시스템의 상태변수를 찾아내는 최적 추정기법으로 실제 측정된 상태값과 시스템을 통해 추정된 상태값의 오차 공분산을 최소화하는 알고리즘이다. 칼만필터 알고리즘을 전력수요예측에 적용하기 위해서는 대상 시스템을 정확하게 모델링하는 것이 가장 중요하며, 본 연구에서는 시간 영역에서 상태변수 모델과 측정 모델을 구성하여 전력수요예측 시스템을 설계하였다. 전력수요예측의 정확도를 향상시키기 위해서 상태변수의 추정을 위한 알고리즘 내의 최적 반복계산 횟수를 분석하였으며, 알고리즘 내의 잡음 특성을 정확하게 반영하기 위해서 실험을 통하여 최적의 오차공분산 행렬 , 을 선정하였다.
칼만필터 알고리즘을 적용한 초단기 전력수요예측 기법은 15분 단위의 실적 전력수요를 사용하여 예측시점으로부터 향후 6시간의 전력수요를 예측한다. 예측의 정확성을 확인하기 위해서 그 결과를 지수평활법을 적용한 전력수요예측 결과와 비교하였다. 비교분석 결과 제안 기법은 향후 6시간의 전력수요예측에서 전반적으로 예측 정확도가 우수함을 확인할 수 있었다.
실시간 전력계통 운영과 전력수급 안정, 발전기 기동정지계획 및 양수 발전기의 경제적 운영계획을 위해서는 정확한 초단기 전력수요예측이 필요하며, 제안 기법은 보다 정확한 향후 6시간의 전력수요예측 결과를 제공함으로써 안정적인 전력계통의 운영에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.
칼만필터 알고리즘은 잡음이 포함되어 있는 선형 시스템의 확률적인 모델과 예측대상으로부터 취득할 수 있는 측정값을 이용하여 대상 시스템의 상태변수를 찾아내는 최적 추정기법으로 실제 측정된 상태값과 시스템을 통해 추정된 상태값의 오차 공분산을 최소화하는 알고리즘이다. 칼만필터 알고리즘을 전력수요예측에 적용하기 위해서는 대상 시스템을 정확하게 모델링하는 것이 가장 중요하며, 본 연구에서는 시간 영역에서 상태변수 모델과 측정 모델을 구성하여 전력수요예측 시스템을 설계하였다. 전력수요예측의 정확도를 향상시키기 위해서 상태변수의 추정을 위한 알고리즘 내의 최적 반복계산 횟수를 분석하였으며, 알고리즘 내의 잡음 특성을 정확하게 반영하기 위해서 실험을 통하여 최적의 오차공분산 행렬 , 을 선정하였다.
칼만필터 알고리즘을 적용한 초단기 전력수요예측 기법은 15분 단위의 실적 전력수요를 사용하여 예측시점으로부터 향후 6시간의 전력수요를 예측한다. 예측의 정확성을 확인하기 위해서 그 결과를 지수평활법을 적용한 전력수요예측 결과와 비교하였다. 비교분석 결과 제안 기법은 향후 6시간의 전력수요예측에서 전반적으로 예측 정확도가 우수함을 확인할 수 있었다.
실시간 전력계통 운영과 전력수급 안정, 발전기 기동정지계획 및 양수 발전기의 경제적 운영계획을 위해서는 정확한 초단기 전력수요예측이 필요하며, 제안 기법은 보다 정확한 향후 6시간의 전력수요예측 결과를 제공함으로써 안정적인 전력계통의 운영에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.
목차
목 차국문초록 ⅳ영문초록 ⅵ제 1 장 서론 11.1 연구의 배경 및 필요성 11.2 전력수요예측의 연구 동향 31.3 연구내용 및 공헌도 8제 2 장 칼만필터 알고리즘 92.1 칼만필터 알고리즘 개요 92.2 칼만필터 알고리즘 이론 12제 3 장 초단기 전력수요예측 기법 개발 213.1 칼만필터 알고리즘을 적용한 전력수요예측 동향 213.2 칼만필터 알고리즘을 적용한 초단기 전력수요예측 기법 개발 25제 4 장 사례연구 41제 5 장 결론 50참고문헌 52
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